Aynı zamanda bir sensör kabuğuna ya da zerre olarak da adlandırılabilen bir sensör düğümü, daha büyük bir sensör ağının bir bileşenidir. Ağdaki her sensör düğümü, etrafındaki ortamla ilgili verileri toplamaktan ve bu verileri ağdaki işlemcilere göndermekten sorumludur. Sensör düğümüne yol açan kavramlar birkaç yıldan beri var olmasına rağmen, Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi'nde (NASA) ve California Üniversitesi'nde 90'lı yılların sonlarında ve 2000'lerin başındaki deneyler bu teknolojinin daha da gelişmesine yol açmıştır.
Bir sensör düğümünün değişiklikleri algılayabileceği çeşitli çevresel koşullar vardır. Sıcaklık ve basınç değişiklikleri en yaygın olanlardır. Çoğu sensör düğümü, yavaşça meydana gelen değişiklikleri tespit etmek için tasarlanmıştır, ancak bu sensörlerin yüksek hızlı ortamlarda çalışabilmesi için veri sıkıştırmasında değişiklikler yapılabilir.
Sensör düğümünün sensör bileşeni çeşitli farklı özelliklere sahip olabilir. Bazı sensörler, sadece belirli bir yönden bilgi toplamak için tasarlanırken, radar sinyallerini algılamak için kullanılan sensörler gibi çok yönlü bir tarama gerçekleştirir. Sensörler göze çarpmayan bir şekilde bilgi toplamak, verilerin gelmesini beklemek veya aktif olarak bilgi için araştırma yapmak üzere tasarlanabilir. Bu ikinci tipteki sensörler algıladıkları çevreyi etkileyebilir.
Sensör verileri topladığında, bir alıcı-verici kullanarak onu ağ üzerinden iletir. Bu cihazlar hem alıcı hem de vericiden oluşur ve kablosuz olarak birkaç farklı yolla bilgi gönderebilir. Veri iletmek için lazerlerin ve kızılötesi cihazların kullanılması kullanılabilir, ancak bu iletişim modlarının her ikisi de alıcı-vericiden ağın diğer bileşenlerine kadar net bir görüş hattı gerektirir. Radyo sinyalleri, sensör düğümü, iletişim kurması gereken ağ parçasının görüş alanı içinde olmadığında kullanılır.
Sensör düğümü ayrıca hem talimat veren hem de topladığı verileri depolayan bilgisayar bileşenleri içerir. Düğüm, neredeyse her zaman bir batarya olan bir güç kaynağı gerektirir. Pili kullanmayan sensör düğümleri, güneşten veya ortamdaki titreşimlerden enerji akacak şekilde tasarlanabilir.
